Cálculos de Combustión

En la ingeniería el proceso de combustión es fundamental. Puesto que con él se logra liberar la energía química de los combustibles depositarla como sector de energía interna en la masa resultante de los invernadero de combustión y utilizar estos últimos en procesos de transferencia de calor, los combustibles compuestos que tienen la particularidad de tener reacciones exotérmicas de oxidación , logran procesos de combustión efectivos , se requiere que la cámara de combustión cumpla tres condiciones

1) Que el combustible y el aire estén mezclados adecuadamente de tal manera que cada partícula de combustible se encuentre rodeada del aire suficiente para la reacción del mecanismo utilizado para la mezcla de los reactivos utilizados en la cámara de combustión

2) Es necesario también que la mezcla aire combustible se encuentre en una temperatura determinada llamada temperatura de ignición

3) Una vez iniciada la combustión se requiere que cada partícula del combustible permanezca dentro de la cámara de combustión el tiempo suficiente para que pueda reaccionar completamente al que se llama tiempo de residencia

Cuando en los reactivos se utilice el aire como agente oxidante, así sucede en la realidad, la reacción de un combustible hidrocarburo, cuya fórmula general es CnHm sera:

Ecuación de combustión con gas propano con exceso de oxigeno

C3H 8+5 [O2+3.76N2 ]=3CO2+4H 2O+5[3.76N 2] CITATION Fre09 \l 9226 [1]

Relación teórica de aire/combustible:

Moles aire = 5(4.76) kmol

Moles aire = 23.8 kmol

Masa aire = 23.8 kmol*28.97 kg/mol

Masa aire = 689.486kg aire

MasaMolar=3kmolC (12.01 kgkmolC )+8kmolH (1 kg

kmolH )Masa Molar=44.03kg de Combustible

Entonces la relación teórica de aire/combustible es:

AireCombustible

= 689.486Kgaire44.03KgCombustible

=15,63 KgAireCombustible

Con esta relación se garantiza realizar una quemada más pura y menos contaminante. [1]

TEMPERATURA DE LA LLAMA

Al quemar un combustible se libera una cantidad considerable de energía : en un Proceso de combustión que tiene lugar adiabáticamente , sin trabajo mecánico (de flecha ) y sin cambios involucrados en la energía cinética o potencial , a la temperatura de los productos se le refiere como “temperatura adiabática de flama o temperatura teórica de llama “.

Se considera el supuesto de que los únicos términos de energía que intervienen son la energía interna y el trabajo de flujo

Reactivos=Productos

∑i=1

n

¿∗[hf 0−h298+hT ]=∑i=1

n

¿[hf 0−h298+hT ] CITATION Mig13 \l 9226 [2]

h298+hT=0(Reactivos )

[−103850+0+0 ]+5 [0+0+0 ]+18.8 [0+0+0 ]=3 [−393520−9364+hTCO2 ]+4 [−241820−9904+hT H 2O ]+18.8[0−8669+hT N 2]

−103850=−1208652+3hTCO2−1006896+4hT H 2O

−162977.2+18.8 hT N2

−103850=3hTCO2+4hT H2O+18.8hTN 2

−2378525.2

3hT CO2+4 hT H 2O+18.8hT N2=2274675.2

Consideramos que todo es N2:

25.8hT N 2=2274675.2(Referencia)

hT N 2=88165.70

Temperatura de Referencia=2600°K

T=2300°KhT CO2 hT H 2O

hT N 2TOTAL

119035 98199 75676 2172609.8T=2450°K

128219 106183 81149 2334990.2

Tomamos el valor de 25.8hT N 2de referencia e interpolamos entre los valores totales

de la tabla [1] para calcular la temperatura de la llama.

Para al final obtener un valor de 2394,2°K.

BIBLIOGRAFÍA CÁLCULOS DEL QUEMADOR

[1]

A. S. Frey Jhonatan Pino, «academia.edu,» 28 08 2009. [En línea]. Available: http://www.academia.edu/8082546/DISE%C3%91O_C%C3%81LCULO_Y_CONSTRUCCI%C3%93N_DE_UN_HORNO_DE_FUNDICI%C3%93N_DE_ALUMINIO_TIPO_BASCULANTE_Y_SUS_MOLDES. [Último acceso: 03 09 2015].

[2]

M. A. Pacheco, «slideshare.net,» 28 04 2013. [En línea]. Available: http://es.slideshare.net/IQMPacheco/aplicacin-del-mtodo-de-newtonraphson-para-el-clculo-de-la-temperatura-adiabtica-de-la-flama. [Último acceso: 03 09 2015].

[3]

F. J. P. P. Y. A. E. S. PAYARES, «DISEÑO, CÁLCULO Y CONSTRUCCIÓN DE UN HORNO DE FUNDICIÓN,» 2009. [En línea]. Available: file:///C:/Users/janita1/Downloads/Proyecto__Horno_de_Fundicion_de_Aluminio.pdf.